一文了解PI雙染細(xì)胞凋亡檢測

PI雙染細(xì)胞凋亡檢測是流式細(xì)胞術(shù)中經(jīng)典的細(xì)胞周期與凋亡分析方法，通過特定熒光染料對細(xì)胞DNA含量的差異結(jié)合特性，區(qū)分正常細(xì)胞、凋亡細(xì)胞及壞死細(xì)胞。該方法操作簡便、結(jié)果直觀，在腫瘤研究、藥物篩選及免疫學(xué)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

一、PI雙染細(xì)胞凋亡檢測原理

PI是一種核酸嵌入型熒光染料，其檢測核心基于??細(xì)胞膜通透性改變??與??DNA含量差異??兩大特性：

1.??活細(xì)胞/早期凋亡細(xì)胞??：細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)完整，PI無法穿透，無熒光信號。

2.??晚期凋亡細(xì)胞/壞死細(xì)胞??：細(xì)胞膜破損后，PI進(jìn)入細(xì)胞并與DNA結(jié)合，發(fā)出??紅色熒光(激發(fā)光488nm，發(fā)射光617nm)??，熒光強(qiáng)度與DNA含量成正比。

3.??細(xì)胞周期區(qū)分??：通過PI染色DNA熒光強(qiáng)度，可進(jìn)一步將細(xì)胞分為G0/G1期(2N)、S期(2N-4N)和G2/M期(4N)，凋亡細(xì)胞因DNA片段化會在G1峰前出現(xiàn)??亞二倍體峰(Sub-G1峰)??。

常與PI聯(lián)用的染料還有 ??Annexin V-FITC??(磷脂酰絲氨酸結(jié)合蛋白)，二者組合(Annexin V-FITC/PI雙染)可更精準(zhǔn)區(qū)分：早期凋亡細(xì)胞(Annexin V+ PI-)、晚期凋亡/壞死細(xì)胞(Annexin V+ PI+)、活細(xì)胞(Annexin V- PI-)及機(jī)械損傷細(xì)胞(Annexin V- PI+)。

二、實驗流程

1.??樣本制備??：收集貼壁或懸浮細(xì)胞(通常1×10?-1×10?個)，用PBS輕柔洗滌。

2.??固定與通透??(僅PI單染分析亞G1峰時)：用70%乙醇固定細(xì)胞(-20℃過夜)，或直接檢測懸浮細(xì)胞;若需結(jié)合Annexin V，則先用不含EDTA的胰酶消化，避免破壞膜蛋白。

3.??染色??：加入適量PI染料(終濃度通常50μg/mL)，避光室溫孵育15-30分鐘(若用RNA酶需提前處理去除RNA干擾)。

4.??檢測??：上機(jī)通過流式細(xì)胞儀檢測，激發(fā)光488nm，收集紅色熒光信號(FL2或FL3通道)，結(jié)合前向散射(FSC)和側(cè)向散射(SSC)參數(shù)排除碎片干擾。

三、PI雙染細(xì)胞凋亡結(jié)果解讀

•??亞G1峰??：PI單染時，凋亡細(xì)胞因DNA斷裂形成小片段(<2N)，在G1峰左側(cè)出現(xiàn)低DNA含量的亞二倍體峰，峰面積占比反映凋亡比例。

•??Annexin V/PI雙染圖譜??：四象限分析中，右下象限(Annexin V+ PI-)為早期凋亡(膜磷脂酰絲氨酸外翻但膜完整);右上象限(Annexin V+ PI+)為晚期凋亡/壞死(膜破損);左下象限(Annexin V- PI-)為活細(xì)胞;左上象限(Annexin V- PI+)多為機(jī)械損傷或晚期壞死細(xì)胞。

四、應(yīng)用與注意事項

該技術(shù)廣泛應(yīng)用于：腫瘤藥物篩選(觀察化療藥誘導(dǎo)凋亡效果)、免疫細(xì)胞殺傷功能檢測(如CTL對靶細(xì)胞的殺傷)、輻射/氧化應(yīng)激損傷研究等。需注意：PI具有強(qiáng)熒光背景，操作需嚴(yán)格避光;乙醇固定可能導(dǎo)致某些細(xì)胞聚集，需過濾處理;Annexin V檢測更適合早期凋亡分析，而PI單染側(cè)重DNA片段化定量。

PI雙染通過簡單高效的熒光標(biāo)記，為細(xì)胞凋亡研究提供了定量依據(jù)，是實驗室評估細(xì)胞命運(yùn)的關(guān)鍵工具之一。